3D打印海绵可以吸收多余的化疗药物,减少副作用

作者 3D打印智造网 5月前 7
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3D打印的“海绵”可以从接受化疗的癌症患者的血液中吸收多余的药物,减少治疗的副作用,同时允许更高的剂量来对抗更具耐药性的肿瘤。癌症的死亡人数并不仅限于疾病本身;治疗方法也有自己的问题。化疗的副作用包括恶心、疲劳、脱发和溃疡等。这些副作用大多是由于过量的药物进入未受肿瘤影响的身体部位造成的。



化疗和其他抗癌药物是有毒的,而我们生物学的血管特性使医生的任务变得复杂,医生的任务是向目标区域提供刚好足够的抗癌药物,以影响肿瘤,而不超过剂量限制,这对病人来说是致命的(或使人衰弱的)。加州大学旧金山分校(UC San Francisco)的介入放射学家史蒂文·赫茨(Steven Hetts)和加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的化学和生物分子工程学教授尼塔什·巴尔萨拉(Nitash Balsara)合作,找到了一种方法,在药物分子通过靶区后捕捉它们。

Balsara是一名化学工程师,专门研究电池和燃料电池的离子聚合物。“吸收塔是一个标准的化学工程概念,”巴尔萨拉说。在石油炼制过程中,吸收剂被用来去除不需要的化学物质,如硫。实际上,我们已经把这个概念从石油提炼中提取出来,并应用到化疗中。



在具有内部网格的3D打印圆柱体上涂有吸药聚合物;圆柱体插入靶区的下游静脉中,当携带药物的血液流经圆柱体时,聚合物与药物分子结合,过滤血液。Balsara解释说:“外科医生将一根导线缠绕到血液中,将海绵像支架一样放置在那里,让它停留在化疗的时间内,也许几个小时。”

3D打印允许一个非常定制的圆柱体,它可以根据病人的静脉直径和形状量身定做,因此3D打印公司Carbon Inc.为该设备提供了咨询。“在静脉中安装圆柱体很重要;如果适应不良,那么血液与溶解的药物将流过圆柱体而不与吸收剂相互作用,”巴尔萨拉说。


研究人员在一只猪的静脉中测试了海绵,在那里海绵吸收了64%的化合物阿霉素,阿霉素是一种用作抗癌药物的抗生素。这可能意味着副作用会减少64%,或者对于一种特别具有侵袭性的肿瘤,剂量会增加。Hetts说:“这是第一次在体内验证该设备将在血液中结合药物。”

“下一个途径是获得FDA的有条件批准进行第一项人体试验,因为在癌症患者身上进行试验要比在肝脏健康的小猪身上继续试验现实得多。这可能并不遥远,Hetts继续说,“因为这是一种临时设备,FDA的批准门槛较低。”

该项目是围绕肝癌的治疗而设计的,但3D打印海绵系统可以应用于大多数位于器官上的肿瘤,这些肿瘤具有明显的上下游可达通道。Hetts说:“我们正在围绕肝癌开展这项研究,因为它是一个巨大的公共卫生威胁——每年有成千上万的新病例——我们已经在使用动脉内化疗治疗肝癌。”“但如果你仔细想想,你可以用这种方法治疗任何局限于某个器官的肿瘤或疾病,你希望在药物扩散并在身体其他部位产生副作用之前,先从静脉一侧吸收药物。”最终,我们希望将这项技术应用于其他器官来治疗肾脏肿瘤和脑肿瘤。


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